桥梁裂缝原因分析及控制技术

虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论

,但总的来说对

于具体的预防和改进措施意见还是比较统一的。因此我们只要在具体的施工实施
过程中多观察、多比较

,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防及处理应对措施,

混凝土的裂缝是完全可以控制在允许的范围之内

,也不致于对施工造成重大的经

济损失。

混凝土桥梁结构裂缝的原因复杂多变

,有多种因素的相互影响,但每一条裂缝

均有其产生的一种或几种主要原因

,就其产生的原因,大致可划分为以下六大类: 

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝称为荷载裂缝

,可

分为直接应力和次应力裂缝两种。

(1)直接应力裂缝是指由外荷载引起的直接应力而产生的裂缝。产生的原因

有

:

① 设计阶段。计算模型不合理;结构受力假设与实际情况不吻合;结构安全系数

不够

;结构刚度不足;构造处理不当:荷载少算或漏算;设计断面不足;内力与配筋计

算错误

;钢筋设置偏少或布置错误;结构设计没有考虑施工的可能性;设计图纸交

代不清等

;

② 施工阶段。不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制构件的结构

受力特点

,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工;擅自更改结构施工顺序,

改变结构受力模型

;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等;

③ 使用阶段。超出

设计载荷的重型车辆过桥

;受车辆、船舶的接触和撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸

等。

(2)次应力裂缝是指由外荷载引起的次应力而产生的裂缝。产生的原因有:

①

在设计外荷载作用下

,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算考虑

不周

,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂;

② 桥梁结构中经常需要开槽、凿

洞、设置牛腿等

,在常规计算中难以用准确的图形进行模拟受力计算,通常都根据

经验布置受力钢筋

,而大研究表明,受力构件挖孔之后,力流将会产生绕射现象,在

孔洞附近密集

,产生巨大的应力集中。例如在大跨径的预应力连续梁中,经常会发

生由于跨内截面内力的需要而截断钢束

,设置锚头的现象,以致在锚固断面附近产

生裂缝诱因

,若处理不当,在这些结构的转角处或者构件形状突变处、受力钢筋的

截断处容易出现裂缝。在实际工程中

,次应力裂缝是产生荷载裂缝的常见原因。

混凝土具有热胀冷缩的特性。当环境或结构内部温度发生变化时

,混凝土会

发生变形

,如变形受到约束,则在结构内会有应力产生,一旦应力超过混凝土的抗

拉强度就会产生温度裂缝

,在一些大跨径的钢筋混凝士桥梁中,温度应力甚至可以

超出活荷载的应力。温度裂缝区别于其它裂缝的最主要特征是它会随着温度的变
化而变化。引起温度变化的主要因素有

: 

(1)年温差。一年四季温度不断变化,由于变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主

要是导致桥梁的纵向位移产生

,该情况一般可通过桥面伸缩缝、支座或者设置柔

性墩等构造措施来缓冲

,只有当结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。我国

的年温差一般以一月和七月的月平均温度作为变化幅度

,考虑到混凝土的蠕变特

性

,年温差内力计算为混凝土的弹性模量应当考虑一定的折减系数。

(2)目照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度会大大高于其它部位,

导致温度梯度呈明显的非线形分布

,由于受到自身约束力的作用,导致局部的拉应

力较大

,出现裂缝。